태양광 발전량 계산방법
- 태양광 발전량 계산방법에는 1.일조시간을 통해 산출하는 방법과 2.일사량을 통해 산출하는 방법이 있음.
1. 지역별 일조시간을 통해 계산하는 방법
- 일일 태양광 발전량 = 태양광 설치 총 용량 * 일일 발전량(=일일 지역별 일조시간 * 0.6)
- 연간 태양광 발전량 = 태양광 설치 총 용량 * 연간 지역별 일조시간 * 0.6 or 일일 태양광 발전량 * 365
1-1. 지역별 일조시간 확인방법
- 기상청 날씨누리(https://www.weather.go.kr/w/index.do) ▶ 관측&기후 ▶ 육상 ▶ 과거관측 접속
- 과거관측 하단 지점, 년도, 일조시간 선택 후 검색
- 검색된 해당지역의 월별 일조시간 총 합 = 연간 해당지역 일조시간
- 일평균 일조시간은 연간 해당지역 일조시간 / 365
- 날씨맑음(mal-eum.com) 사이트를 참고 시, 날씨누리보다 쉽게 자료를 구할 수 있으나 해당 자료의 출처 및 기관의 신뢰도 등을 감안하면, 공공기관 자료를 사용하여 발전량을 산출하는 것이 결과값의 객관성 및 신뢰도를 향상시킬 수 있음.
1-2. 태양광 발전량 계산방법
[계산 조건]
태양광 발전 모듈 용량 : 460W // 모듈 크기(H * W) : 2000 * 1000mm // 모듈 효율 : 23%
태양광 발전설비 설치용량 : 27.6kW // 모듈 수 : 60EA
태양광 설치위치 : 서울, 남향
- 연간 태양광 발전량 = 27.6 kW * 2263.4h * 0.6 = 37,481.9[kW]
- 2020년 서울지역 일조시간인 2263.4를 적용했지만, 3~5년 평균값을 산출하여 적용 시 연간 발전량 예측에 더 정확하고 신뢰도 높은 자료가 될 수 있음.
1-3. 일조시간 산출의 문제점 및 0.6 적용이유
- 일조시간이란, 햇빛이 지면에 닿는 시간을 의미 함.
- 태양광 발전은 햇빛이 지면에 닿기 시작하더라도, 햇빛의 각도 및 날씨환경에 따라 발전량 저하되며, 맑은날씨에서 햇빛과 태양광이 90도 각도를 이룰때 발전량이 Peak.
- 국내 일일 평균 일조시간은 약 6h이며, 국내 평균 일일 태양광 발전시간은 약 3.6h.
- 실험적 결과를 통해 일조시간 대비 60%의 발전량을 생산하므로, 0.6을 적용.
- 즉, 일조시간을 통한 계산법은 발전시간/일조시간의 실험적 데이터를 통해 상수(0.6)을 적용하는 것이 더욱 적합하며, 실제 지역별로 태양광 발전량에 상당한 오차가 있을 수 있음.
2. 지역별 일사량을 통해 계산하는 방법
- 일일 태양광 발전량 = 지역별 평균 일일 일사량[kWh/m²/Day] * 태양광 설치 면적 * 태양광 모듈 발전 효율
- 연간 태양광 발전량 = 일일 태양광 발전량 * 365
- (참고) 일사량이란, 태양에너지가 지면으로 닿는 에너지량이며, 일사량 = 태양광 발전량이 될 수 없음.
2-1. 지역별 일사량 확인방법
- 신재생에너지 데이터센터(kier-solar.org) ▶ 신재생에너지 자원지도 ▶ 자원지도 분석시스템 : 태양
- 좌측 원하는 값 선택 : 일반적으로 최적경사면(남향)사용
- 화살표 방향 커서를 통해 각 지역별 데이터 산출 가능.
- 공공기관 자료이며, 자료의 단위는 지역별 단위면적당 하루 일사량(kWh/m²/Day)
1-2. 태양광 발전량 계산방법
[계산 조건]
태양광 발전 모듈 용량 : 460W // 모듈 크기(H * W) : 2000 * 1000mm // 모듈 효율 : 23%
태양광 발전설비 설치용량 : 27.6kW // 모듈 수 : 60EA
태양광 설치위치 : 서울, 남향
- 일일 태양광 발전량 = 3.68[kWh/m²/Day] * 2 [m²] * 60장 * 23% = 101.568[kW]
- 연간 태양광 발전량 = 101.568[kW] * 365 = 37,072.32[kW]
- [1-2]에서 일조시간으로 계산한 37,481.9[kW]와 약간의 오차는 있지만 상당히 유사한 값임을 알 수 있음.
3. 결론
- 일조시간 계산법 보다, 일사량을 통한 계산법이 더 신뢰성이 높을 것으로 생각 됨.
- 그러나, 두 계산법 차이간에 오차가 크지않으며, 일조시간 계산법에서 적용한 서울의 경우 상수를 실험값이 아닌 평균값을 적용했다는 점과 2020년 단일연도의 일조시간 자료를 사용했다는 점을 수정하면 더욱 유사한 값이 나올 수 있을 것이라 판단 됨.
- 연간 태양광 발전량 산출을 위해서는 실험적 데이터를 통해 산출한 일조시간 계산값과 일사량 데이터 값을 모두 산출하는 것이 가장 정확할 것.
- 다만, 실험적 데이터를 구하기 위해서는 최소 1년이상의 태양광 발전설비 가동데이터가 필요함으로 태양광 설치 초기단계에서는 일사량을 통한 태양광 발전량 계산법이 더 정확하다고 판단 됨.
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